DE102018218157A1

DE102018218157A1 - BRAKING SYSTEM FOR FEEDBACK FROM THE STEERING

Info

Publication number: DE102018218157A1
Application number: DE102018218157.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Thompson; Eric A. Keen; Gary H. Wenzel
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2038-10-25
Also published as: US10870447B2; BR102018004984A2; DE102018218157B4; US20190176882A1

Abstract

Ein Bremssystem für die Abgabe fühlbaren Feedbacks in einem Fahrzeuglenksystem. Das Bremssystem schließt eine Eingabewelle und einen auf die Welle, die sich als Reaktion auf Lenkbewegungen am Lenkrad dreht, reagierenden Kolben. Ein Reibelement übermittelt eine Grundlast auf den Kolben, und eine elektromagnetische Spule wirkt mit einer variablen Last auf den Kolben. Ein Gehäuse des Bremssystems schließt eine feste Komponente und eine zwischenliegende Komponente ein, die über Gewinde miteinander verbunden sind, um die Grundlast auszuüben. Eine einstellbare Komponente des Gehäuses ist über Gewinde mit der zwischenliegenden Komponente verbunden, um die variable Last zu kalibrieren. Das Reibelement befindet sich und greift zwischen dem Kolben und dem Zwischengehäuse ein, um die Feedback-Lasten zu übertragen.A braking system for delivering tactile feedback in a vehicle steering system. The brake system includes an input shaft and a piston responsive to the shaft rotating in response to steering wheel steering movements. A friction element transmits a base load to the piston, and an electromagnetic coil acts on the piston with a variable load. A housing of the brake system includes a fixed component and an intermediate component threadedly interconnected to apply the base load. An adjustable component of the housing is threadedly connected to the intermediate component to calibrate the variable load. The friction element is located and intervenes between the piston and the intermediate housing to transmit the feedback loads.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNG/ENCROSS REFERENCE TO RELATED PATENT APPLICATION / EN

Nicht zutreffend.Not applicable.

ANGABE ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNGSTATEMENT ON STATE-SUPPORTED RESEARCH AND DEVELOPMENT

Nicht zutreffend.Not applicable.

GEBIET DER OFFENLEGUNGAREA OF DISCLOSURE

Diese Offenlegung bezieht sich auf die Lenkung von Fahrzeugen, und konkreter auf das Kräfte-Feedback in Steer-by-Wire-Systemen.This disclosure relates to the steering of vehicles, and more specifically to the force feedback in steer-by-wire systems.

HINTERGRUND DER OFFENLEGUNGBACKGROUND OF THE DISCLOSURE

Unter verschiedenen Bedingungen kann eine relativ präzise Lenkung von Fahrzeugen wichtig sein. Beispielsweise kann es im landwirtschaftlichen Bereich wichtig sein, ein landwirtschaftliches Fahrzeug präzise über ein Feld zu lenken, um zu säen, pflegen, ernten oder auf andere Weise Nutzpflanzen oder andere Materialien zu bearbeiten. In der Regel verwenden Straßen- und Off-Road-Fahrzeuge ein mechanisches System, das mit Hydraulikunterstützung die Räder zum Lenken einschlagen.Under various conditions, relatively precise steering of vehicles may be important. For example, in the agricultural field, it may be important to precisely steer an agricultural vehicle across a field to sow, groom, harvest, or otherwise process crops or other materials. As a rule, road and off-road vehicles use a mechanical system that uses hydraulic assistance to turn the wheels for steering.

In bestimmten Fahrzeugen wird die Lenkung über ein System realisiert, das elektrische oder elektro-mechanische Komponenten zur Durchführung mindestens einer der zuvor durch mechanische Lenker und/oder hydraulische Komponenten erzielten Lenkfunktionen verwendet. Wenn das Lenkgestänge elektrische Komponenten zwischen dem Lenkrad und den gelenkten Rädern einschließt, hat der Bediener möglicherweise nicht das typische Gefühl, das mit dem Lenken eines Fahrzeugs verbunden ist. Um ein Fahrzeug so effektiv wie möglich zu steuern, muss ein Bediener ein bestimmtes Feedback vom Lenksystem erhalten.In certain vehicles, the steering is implemented via a system that uses electrical or electro-mechanical components to perform at least one of the steering functions previously achieved by mechanical links and / or hydraulic components. When the steering linkage includes electrical components between the steering wheel and the steered wheels, the operator may not have the typical feeling associated with steering a vehicle. In order to control a vehicle as effectively as possible, an operator must receive some feedback from the steering system.

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENLEGUNGSUMMARY OF DISCLOSURE

Es wird ein Bremssystem zur Lieferung fühlbaren Feedbacks für ein Fahrzeug mit lenkbaren Rädern beschrieben.A braking system for providing tactile feedback for a vehicle with steerable wheels is described.

Laut einem Aspekt der Offenlegung schließt das Bremssystem eine Eingangswelle und einen Kolben, der auf die durch Lenkbewegungen rotierende Welle reagiert, ein. Ein Reibelement übermittelt eine Grundlast auf den Kolben. Ein Gehäuse enthält die Welle, den Kolben und das Reibelement. Das Gehäuse hat eine feste Gehäusekomponente, eine einstellbare Gehäusekomponente, die relativ zur festen Gehäusekomponente variabel angeordnet ist, und eine zwischenliegende Gehäusekomponente, die die feste Gehäusekomponente mit der einstellbaren Gehäusekomponente verbindet. Das Reibelement befindet sich und greift zwischen dem Kolben und dem Zwischengehäuse ein, um die Grundlast zu übertragen.In one aspect of the disclosure, the brake system includes an input shaft and a piston responsive to the shaft rotating by steering motions. A friction element transmits a base load to the piston. A housing contains the shaft, the piston and the friction element. The housing has a fixed housing component, an adjustable housing component that is variably disposed relative to the fixed housing component, and an intermediate housing component that connects the fixed housing component to the adjustable housing component. The friction element is located and engages between the piston and the intermediate housing to transmit the base load.

In anderer Hinsicht schließt das Bremssystem eine Antriebsscheibe ein, die zwischen der Welle und dem Kolben eingreift. In bestimmten Ausführungen kompensiert die Antriebsscheibe die fehlende Konzentrizität zwischen der Welle und dem Kolben, so dass während der Rotation des Kolbens eine sanfte Drehmomentkurve gewährleistet ist.In other respects, the brake system includes a drive pulley that engages between the shaft and the piston. In certain embodiments, the drive pulley compensates for the lack of concentricity between the shaft and the piston so that a smooth torque curve is ensured during rotation of the piston.

In weiterer Hinsicht schließt das Bremssystem eine Welle ein, die von einem Lenkrad eine Lenkbewegung empfängt. Eine Antriebsscheibe greift in die Welle ein, und ein Kolben greift in die Antriebsscheibe ein, um in Reaktion auf die Lenkbewegung zu rotieren. Die Antriebsscheibe ist so ausgelegt, dass sie für eine sanfte Übertragung des Drehmoments ohne Drehmomentspitzen zwischen der Welle und dem Kolben sorgt. Ein Reibelement setzt den Kolben in Bewegung und überträgt eine Grundlast, die ein bestimmtes Drehmoment benötigt, um den Kolben und das verbundene Lenkrad zu rotieren. Eine elektromagnetische Spule befindet sich neben dem Kolben und überträgt zusätzlich zur Grundlast eine variable Last, um das Drehmoment über den eingestellten Wert hinaus zu steigern. Ein Gehäuse schließt sich um die Welle, den Kolben, das Reibelement und die elektromagnetische Spule. Das Gehäuse hat eine, mit dem Fahrzeug verbundene, feste Gehäusekomponente, eine einstellbare Gehäusekomponente, die relativ zur festen Gehäusekomponente variabel angeordnet ist, und eine zwischenliegende Gehäusekomponente, die die feste Gehäusekomponente mit der einstellbaren Gehäusekomponente verbindet. Das Reibelement befindet sich und greift zwischen dem Kolben und der zwischenliegenden Gehäusekomponente ein.In another aspect, the braking system includes a shaft that receives steering motion from a steering wheel. A drive pulley engages the shaft and a piston engages the drive pulley to rotate in response to the steering movement. The drive pulley is designed to provide a smooth transmission of torque without torque peaks between the shaft and the piston. A friction element sets the piston in motion and transmits a base load that requires a certain torque to rotate the piston and the associated steering wheel. An electromagnetic coil is located next to the piston and transmits a variable load in addition to the base load to increase the torque beyond the set value. A housing closes around the shaft, the piston, the friction element and the electromagnetic coil. The housing has a fixed housing component connected to the vehicle, an adjustable housing component variably disposed relative to the fixed housing component, and an intermediate housing component connecting the fixed housing component to the adjustable housing component. The friction element is located and intervenes between the piston and the intermediate housing component.

Die Details einer oder mehrerer Darstellungen sind in den begleitenden Zeichnungen und der folgenden Beschreibung dargelegt. Weitere Eigenschaften und Vorteile werden aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offensichtlich.The details of one or more illustrations are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features and advantages will be apparent from the description, drawings and claims.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

FIG. 10 is a side view of an exemplary utility vehicle in the form of an agricultural tractor in which the disclosed brake system could be used for feedback from the steering; FIG.
FIG. 12 is a schematic view of an exemplary steering system with feedback from the brake; FIG.
is a cross-sectional drawing of a brake system; and
is a cross section, essentially through the line 4--4 in guided.

Ähnliche Referenzsymbole in den verschiedenen Zeichnungen zeigen ähnliche Elemente an.Similar reference symbols in the various drawings indicate similar elements.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Im Folgenden werden ein oder mehr Beispieldarstellungen des offengelegten Bremssystems für Feedback von der Lenkung beschrieben, wie in den beiliegenden Abbildungen der zuvor kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt. Diverse Modifikationen an den Beispieldarstellungen könnten von einer fachkundigen Person in Betracht gezogen werden.In the following, one or more example illustrations of the disclosed feedback steering system will be described, as illustrated in the accompanying drawings of the drawings briefly described above. Various modifications to the example illustrations could be considered by a skilled person.

Wie oben genannt, können bekannte Lenkkontrollsysteme eine mechanische Lenkung als Hauptverbindung zwischen der Lenkvorrichtung (z. B. ein Lenkrad) und einem Steuersystem für die Steuerung verschiedener Räder eines Fahrzeugs nutzen. Es kann beispielsweise eine Zahnstangenlenkung oder eine andere Verbindung verwendet werden, um ein Lenkrad mit den Rädern eines Fahrzeugs oder mit einer mit den Rädern verbundenen Lenkvorrichtung zu verbinden. Der Einsatz einer solchen mechanischen Verbindung kann jedoch verschiedenen Strategien zur Automatisierung (inklusive der teilweisen Automatisierung) einer Steuerung der Lenkung im Wege stehen. Beispielsweise kann eine mechanische Verbindung (z. B. Zahnstangenlenkung oder eine andere Verbindung) verwendet werden, um eine Lenkvorrichtung (z. B. ein Lenkrad) mit einer Steuereinrichtung für die Lenkung (z. B. ein Steuerventil für eine Hydraulikpumpe oder einen Motor) zu verbinden, so dass jede manuelle, von der Lenkvorrichtung empfangene Lenkbewegung über die mechanische Verbindung an die Steuereinrichtung für die Lenkung übertragen wird. Entsprechend kann ein Bediener zum Steuern des Fahrzeugs eine manuelle Lenkbewegung am Lenkrad vornehmen, wodurch die mechanische Verbindung mechanisch die Steuereinrichtung für die Lenkung steuert. Es könnte nützlich sein, ein Lenksystem anzubieten, bei dem die mechanische Verbindung zwischen der Lenkvorrichtung und einer Steuereinrichtung für die Lenkung durch elektrisch gesteuerte Elemente ersetzt wird. Auf diese Weise könnte sich ein effizienterer und effektiverer Übergang zu modernen Lenksystemen realisieren lassen.As mentioned above, known steering control systems may utilize mechanical steering as the main link between the steering device (eg, a steering wheel) and a control system for controlling various wheels of a vehicle. For example, a rack and pinion steering or other connection may be used to connect a steering wheel to the wheels of a vehicle or to a steering device connected to the wheels. However, the use of such a mechanical connection may obstruct various strategies for automating (including partial automation) steering control. For example, a mechanical connection (eg, rack and pinion steering or other connection) may be used to connect a steering device (eg, a steering wheel) to a steering controller (eg, a control valve for a hydraulic pump or a motor). connect so that any manual, received by the steering device steering movement is transmitted via the mechanical connection to the control device for the steering. Accordingly, an operator for controlling the vehicle may make a manual steering movement on the steering wheel, whereby the mechanical connection mechanically controls the control device for the steering. It could be useful to provide a steering system in which the mechanical connection between the steering device and a steering control device is replaced by electrically controlled elements. In this way, a more efficient and effective transition to modern steering systems could be realized.

In einer oder mehreren Beispielanwendungen des offengelegten Systems schließt ein Bremssystem eine Eingangswelle und einen auf die Rotation der Welle in Reaktion auf Lenkbewegungen reagierenden Kolben ein. Ein Reibelement übermittelt eine Grundlast auf den Kolben. Ein Gehäuse enthält die Welle, den Kolben und das Reibelement. Das Gehäuse hat eine feste Gehäusekomponente, eine einstellbare Gehäusekomponente, die relativ zur festen Gehäusekomponente variabel angeordnet ist, und eine zwischenliegende Gehäusekomponente, die die feste Gehäusekomponente mit der einstellbaren Gehäusekomponente verbindet. Das Reibelement befindet sich und greift zwischen dem Kolben und dem Zwischengehäuse ein, um die Grundlast zu übertragen. Die Grundlast ergibt sich durch die Anordnung der Gehäusekomponenten in Relation zueinander.In one or more example applications of the disclosed system, a brake system includes an input shaft and a piston responsive to rotation of the shaft in response to steering motions. A friction element transmits a base load to the piston. A housing contains the shaft, the piston and the friction element. The housing has a fixed housing component, an adjustable housing component that is variably disposed relative to the fixed housing component, and an intermediate housing component that connects the fixed housing component to the adjustable housing component. The friction element is located and engages between the piston and the intermediate housing to transmit the base load. The base load results from the arrangement of the housing components in relation to each other.

Beispielumgebungen, in denen ein Bremssystem für das Feedback von der Lenkung eingebaut werden könnte, sind Nutzfahrzeuge und andere Fahrzeuge, die Steer-by-Wire- oder andere moderne Lenksysteme verwenden. Beispielfahrzeuge schließen Traktor, Belader, Bagger, Mähdrescher, Lkw, Planierraupe, Kompaktlader und andere Fahrzeuge für den Einsatz abseits der Straße ein, inklusive jene, die in Bau, Land- oder Forstwirtschaft eingesetzt werden. Sonstige Fahrzeuge schließen Personenwagen, andere Straßenfahrzeuge, Wohnmobile, Abschleppwagen und Lkw ein.Example environments in which a brake system could be incorporated for feedback from the steering are commercial vehicles and other vehicles using steer-by-wire or other modern steering systems. Example vehicles include tractor, loaders, excavators, combine harvesters, trucks, bulldozers, skid steers, and other off-highway vehicles, including those used in construction, agriculture, or forestry. Other vehicles include passenger cars, other road vehicles, campers, tow trucks, and trucks.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Bremssysteme in Bezug auf bestimmte Fahrzeuglenkanwendungen zum Zwecke der Vorführung von Beispielen. In Lenksystemen können elektrische Antriebe eingesetzt werden und ihre jeweiligen Auslöseanforderungen werden durch den Aufbau und den Betrieb des Fahrzeugs bestimmt. Die vorliegende Offenlegung ist nicht auf bestimmte Fahrzeuganwendungen oder auf ein bestimmtes Steer-by-Wire- oder modernes Lenksystem beschränkt, sondern umfasst eher jede Anwendung, bei der die Lenkung durch ein System betrieben wird, das vom Feedback eines Bremssystems profitieren könnte. Entsprechend können die Lehren aus der vorliegenden Offenlegung in einer Vielzahl von Anwendungen auf Lenksysteme angewandt werden, inklusive in Steer-by-Wire-Systemen in Nutzfahrzeugen, so dies gewünscht ist.The following description relates to brake systems with respect to certain vehicle steering applications for purposes of demonstrating examples. In steering systems, electric drives can be used and their respective triggering requirements are determined by the design and operation of the vehicle. The present disclosure is not limited to any particular vehicle application or steer-by-wire or modern steering system, but rather includes any application where the steering is operated by a system that could benefit from the feedback of a braking system. Accordingly, the teachings of the present disclosure can be applied to steering systems in a variety of applications, including in steer-by-wire commercial vehicle systems, as desired.

Wie oben erwähnt, kann das hierin beschriebene, offengelegte Bremssystem in einer Vielzahl von Lenkanwendungen eingesetzt werden. Auf Bezug nehmend, zeigt ein Beispiel ein Lenksystem, das in einem Nutzfahrzeug 10 verbaut sein könnte, welches in diesem Beispiel als landwirtschaftlicher Traktor dargestellt ist. Es wird aber vorausgesetzt, dass andere Konfigurationen angedacht sind, darunter Konfigurationen mit dem Nutzfahrzeug 10 als eine andere Art von Traktor oder als ein Nutzfahrzeug, das für andere Aspekte der Landwirtschaft oder im Bau oder in der Forstwirtschaft verwendet wird (z. B. Mähdrescher, Holz-Skidder, Straßenplanierer und so weiter). Es wird weiter vorausgesetzt, dass das offengelegte Bremssystem auch in nicht für die Arbeit verwendeten Fahrzeugen, Anwendungen ohne involvierte Fahrzeuge (z. B. stationäre Anlagen) und mit anderen Arten von Ausrüstung und Maschinen genutzt werden kann, bei denen ein Bremssystem für ein Feedback von der Lenkung hilfreich ist. Im vorliegenden Beispiel hat das Nutzfahrzeug 10 einen Rahmen oder ein Fahrgestell 12, das sich über die Räder 14 auf dem Boden abstützt. Zwei oder vier Räder 14 können zum Bewegen des Nutzfahrzeugs 10 angetrieben sein, und mindestens die Vorderräder 14 sind lenkbar, um die Fahrtrichtung zu steuern. Das Fahrgestell 12 unterstützt eine Antriebsquelle in Gestalt eines Verbrennungsmotors, der in diesem Beispiel als Motor 16 bezeichnet wird. Ein Getriebe im Antriebsstrang (nicht dargestellt) verbindet den Motor 16 mit den Rädern 14, um für unterschiedliche Betriebsbedingungen verschiedene Drehzahlen bereitzustellen. Es ist eine Bedienerkabine 18 vorhanden, in der sich Benutzerschnittstelle und Bedienelemente (z. B. verschiedene Steuerräder, Hebel, Schalter, Taster, Bildschirme, Tastaturen usw.) befinden. Eine der dem Benutzer zur Verfügung stehenden Steuerungen ist ein Lenksystem 20 mit einem Lenkrad 22 für den Empfang von Lenkbewegungen durch den Bediener. Das Lenkrad 22 dient auch als Schnittstelle für die Weitergabe von Feedback vom Lenksystem 20 zum Bediener.As noted above, the disclosed brake system described herein may be used in a variety of steering applications. On Referring to Figure 1, an example shows a steering system used in a commercial vehicle 10 could be installed, which is shown in this example as an agricultural tractor. It is assumed, however, that other configurations are contemplated, including commercial vehicle configurations 10 as another type of tractor or as a commercial vehicle used for other aspects of agriculture or construction or forestry (eg combine harvesters, timber skidders, road levelers and so on). It is further assumed that the disclosed braking system can also be used in non-work vehicles, applications without vehicles involved (eg stationary equipment) and with other types of equipment and equipment Machinery can be used where a braking system is helpful for feedback from the steering. In the present example, the commercial vehicle has 10 a frame or a chassis 12 that is about the wheels 14 supported on the ground. Two or four wheels 14 can be used to move the utility vehicle 10 be driven, and at least the front wheels 14 are steerable to control the direction of travel. The chassis 12 supports a drive source in the form of an internal combustion engine, which in this example as a motor 16 referred to as. A transmission in the drive train (not shown) connects the engine 16 with the wheels 14 to provide different speeds for different operating conditions. It is an operator's cab 18 where the user interface and controls (eg, various control wheels, levers, switches, buttons, screens, keyboards, etc.) are located. One of the controllers available to the user is a steering system 20 with a steering wheel 22 for the reception of steering movements by the operator. The steering wheel 22 also serves as an interface for sharing feedback from the steering system 20 to the operator.

In einem Beispiel ist das Lenksystem 20 im Allgemeinen ein Steer-by-Wire-System, das im richtigen Moment den Kraftaufwand zum Lenken mindert und den Fahrkomfort und die Kontrolle optimiert. Durch das Lenksystem 20 kann das Nutzfahrzeug 10 mit minimaler Anstrengung in der richtigen Spur gehalten werden. Eine automatische Anpassung des Lenkradwinkels kann bereitgestellt werden. Eine Lenkung mit einer variablen Übersetzung passt sich automatisch an, um für bestimmte Funktionen ein leichtes, agiles Feedback der Lenkung zu liefern, und in anderen Situationen ein schwereres Feedback, wenn das Lenkrad 22 größeren Widerstand bietet. Genauer gesagt, und mit Bezug zu , schließt das Lenksystem 20 das Lenkrad 22 ein, das mit einer Lenkeingangswelle 24 verbunden ist, die vom Bediener ausgeführte Bewegungen am Lenkrad 22 überträgt und Feedback vom Lenksystem 20 über das Lenkrad 22 an den Bediener weitergibt. Die Lenkeingangswelle 24 ist mit einem Bremssystem 26 verbunden, das den erforderlichen Lenkaufwand variiert, ein fühlbares Feedback an den Bediener weiterleitet und zahlreiche Funktionen liefert, wie weiter unten beschrieben. Das Bremssystem 26 ist, direkt oder indirekt, mit dem Fahrgestell des Fahrzeugs 12 zur Abstützung verbunden und schließt eine elektrische Schnittstelle in Gestalt eines Steckers 30 ein. Ein Lenkwinkelsensor 28 ist am Bremssystem 26 montiert und zum Erkennen von Änderungen des Lenkwinkels konfiguriert, inklusive jener, die der Bediener über das Lenkrad 22 vorgibt. Der Lenkwinkelsensor 28 umfasst außerdem eine elektrische Schnittstelle in Gestalt eines Steckers 32. Der Lenkwinkelsensor 28 erkennt die Rotation der mit dem Lenkrad 22 assoziierten Wellen und liefert ein elektrisches Signal, das die Rotation repräsentiert. Der Lenkwinkelsensor 28 kann ein Sensor jeder Art sein, inklusive Hall-Effekt-Sensoren, optische Sensoren, Drehpotenziometer oder andere.In one example is the steering system 20 In general, a steer-by-wire system that reduces the effort required to steer at the right moment and optimizes ride comfort and control. Through the steering system 20 can the commercial vehicle 10 be kept in the right lane with minimal effort. An automatic adjustment of the steering wheel angle can be provided. A variable ratio steering adjusts automatically to provide light, agile steering feedback for certain functions, and heavier feedback when the steering wheel is in other situations 22 offers greater resistance. More specifically, and related to closes the steering system 20 the steering wheel 22 a, that with a steering input shaft 24 connected, the movements performed by the operator on the steering wheel 22 transmits and feedback from the steering system 20 over the steering wheel 22 to the operator. The steering input shaft 24 is with a braking system 26 which varies the steering effort required, provides tactile feedback to the operator, and provides numerous functions, as described below. The brake system 26 is, directly or indirectly, with the chassis of the vehicle 12 connected to the support and includes an electrical interface in the form of a plug 30 on. A steering angle sensor 28 is on the brake system 26 mounted and configured to detect changes in steering angle, including those that the operator uses via the steering wheel 22 pretends. The steering angle sensor 28 also includes an electrical interface in the form of a plug 32 , The steering angle sensor 28 Recognizes the rotation of the steering wheel 22 associated waves and provides an electrical signal representing the rotation. The steering angle sensor 28 can be a sensor of any kind, including Hall effect sensors, optical sensors, rotary potentiometers or others.

Das Lenksystem 20 interagiert elektronisch mit den lenkbaren Rädern 14 und ohne eine vollständige mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad 22 und den Rädern 14. Das Bremssystem 26 und der Lenkwinkelsensor 28 sind elektrisch mit dem elektrischen System 34 des Nutzfahrzeugs 10 verbunden. Das elektrische System 34 umfasst ein oder mehr elektronische Steuerungen 36, die verschiedene Steuerfunktionen ausführen, inklusive jene des Bremssystems 26. Die Steuerung 36 kann als Computer mit einem oder mehr Prozessoren und Speicherarchitekturen konfiguriert werden, oder als ein anderes Gerät, das in der Lage ist, Steuerfunktionen auszuführen und als Schnittstelle zu den involvierten Komponenten dient. Das elektrische System 34 ist mit mindestens einem elektrischen Regler 38 gekoppelt und steuert diesen, der mit den Rädern 14 zum Lenken des Nutzfahrzeugs 10 gekoppelt ist, indem der Winkel der lenkbaren Räder 14 verändert wird. Der Lenkwinkelsensor 28 kann einen Grad der Lenkung am Lenkrad 22 erkennen und entsprechende Steuersignale an die Steuerung 36 leiten. Auf diesen Steuersignalen basierend, kann die Steuerung 36 dann den elektrischen Regler 38 steuern, um den Winkel der Räder 14 zu ändern.The steering system 20 interacts electronically with the steerable wheels 14 and without a complete mechanical connection between the steering wheel 22 and the wheels 14 , The brake system 26 and the steering angle sensor 28 are electrical with the electrical system 34 of the commercial vehicle 10 connected. The electrical system 34 includes one or more electronic controls 36 that perform various control functions, including those of the brake system 26 , The control 36 can be configured as a computer with one or more processors and memory architectures, or as another device capable of performing control functions and as an interface to the components involved. The electrical system 34 is with at least one electrical regulator 38 coupled and controls this, with the wheels 14 for steering the commercial vehicle 10 is coupled by the angle of the steerable wheels 14 is changed. The steering angle sensor 28 Can a degree of steering on the steering wheel 22 recognize and appropriate control signals to the controller 36 conduct. Based on these control signals, the controller can 36 then the electrical regulator 38 Steer to the angle of the wheels 14 to change.

Auf Bezug nehmend, wird das Bremssystem 26 detaillierter dargestellt. Wie oben erwähnt, ist das Bremssystem 26 im Lenksystem 20 eingeschlossen und liefert unterschiedliches fühlbares Feedback in Gestalt eines variablen Widerstandes gegenüber Lenkbewegungen. Eine Variation ist hilfreich, um beispielsweise den Wert des Drehmoments zu steigern, der zum Drehen des Lenkrads 22 erforderlich ist, wenn sich die Räder 14 dem Ende des Lenkhubs am Ende des Lenkbereichs nähern. Der Lenkaufwand kann sich beispielsweise auch erhöhen, wenn der Bediener das Lenkrad 22 schnell bewegt. In diesen Beispielen schließen einige Entwurfsziele eine nützliche Abgabe von Feedback von der Lenkung an den Bediener ein. Auch kann der Wert des zum Drehen des Lenkrads 22 erforderlichen Drehmoments beispielsweise zur Minderung der Ermüdung des Bedieners auf einen angenehmen Grundwert gesenkt werden, so dass unter anderen Betriebsbedingungen weniger Lenkaufwand erforderlich ist.On Referring to the braking system 26 shown in more detail. As mentioned above, the braking system is 26 in the steering system 20 included and provides different tactile feedback in the form of a variable resistance to steering movements. A variation is helpful, for example, to increase the value of the torque used to turn the steering wheel 22 is required when the wheels 14 approach the end of the steering stroke at the end of the steering range. The steering effort can also increase, for example, when the operator turns the steering wheel 22 moved quickly. In these examples, some design goals include a useful delivery of feedback from the steering to the operator. Also, the value of turning the steering wheel 22 required torque, for example, to reduce the fatigue of the operator can be reduced to a pleasant basic value, so that less steering effort is required under other operating conditions.

Das Bremssystem 26 hat ein Gehäuse 40, das eine feste Gehäusekomponente 42, eine einstellbare Gehäusekomponente 44 sowie eine zwischenliegende Gehäusekomponente 46 einschließt. Die feste Gehäusekomponente 42 ist für die Montage am Fahrgestell 12 oder an einem verbundenen Aufbauelement des Nutzfahrzeugs 10 über eine Reihe von Montagefüßen 48 ausgelegt. Als solches bietet die feste Gehäusekomponente 42 eine sichere Basis für das Bremssystem 26. Die einstellbare Gehäusekomponente 44 kooperiert mit der festen Gehäusekomponente 42, um eine Abdeckung für die zumindest teilweise Unterbringung verschiedener Komponenten des Bremssystems 26 darzustellen. Die einstellbare Gehäusekomponente 44 und die feste Gehäusekomponente 42 sind miteinander über die dazwischen angeordnete Gehäusekomponente 46 verbunden.The brake system 26 has a housing 40 that is a solid housing component 42 , an adjustable housing component 44 and an intermediate housing component 46 includes. The solid housing component 42 is for mounting on the chassis 12 or on a connected structural element of the commercial vehicle 10 over a row of mounting feet 48 designed. As such, the solid housing component provides 42 a safe basis for the braking system 26 , The adjustable housing component 44 cooperates with the solid housing component 42 to provide a cover for at least partially accommodating various components of the braking system 26 display. The adjustable housing component 44 and the solid housing component 42 are connected to each other via the interposed housing component 46 connected.

Eine Welle 50 erstreckt sich gewöhnlich durch das Gehäuse 40 und ist so konfiguriert, dass sie als Reaktion auf Lenkbewegungen am Lenkrad 22 rotiert. Ein Kolben 52 ist im Allgemeinen ringförmig und auf der Welle 50 aufgesetzt, um mit dieser zu rotieren. Eine Antriebsscheibe 54 greift zwischen der Welle 50 und dem Kolben 52 ein, um die Rotation zwischen den beiden zu übertragen. Die Antriebsscheibe 54 ist zur Übertragung von Drehmoment und anderen Lasten zwischen der Welle 50 und dem Kolben 52 konfiguriert. Zwischen dem Kolben 52 und der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 befindet sich und greift ein Reibelement 56 ein. Das Reibelement 56 ist als hohler konischer Abschnitt geformt und kann aus einem abriebresistenten Material wie Metall, Keramik, Verbundwerkstoff oder einem anderen Material gefertigt sein. Ein Material mit einem sehr hohen Reibbeiwert ist im Allgemeinen nicht erforderlich, da die Aufgabe des Bremssystems 26 die Erzeugung verschiedener Reibkräfte ist, die zu variablen Anforderungen an das Lenkdrehmoment eines Bedieners führen, wie jene, die durch normale manuelle Bewegungen des Lenkrads 22 erfolgen.A wave 50 usually extends through the housing 40 and is configured to respond to steering wheel steering 22 rotates. A piston 52 is generally annular and on the shaft 50 set to rotate with this. A drive pulley 54 grabs between the shaft 50 and the piston 52 to transfer the rotation between the two. The drive pulley 54 is for transmitting torque and other loads between the shaft 50 and the piston 52 configured. Between the piston 52 and the intermediate housing component 46 is located and engages a friction element 56 on. The friction element 56 is formed as a hollow conical section and may be made of a wear-resistant material such as metal, ceramic, composite material or other material. A material with a very high coefficient of friction is generally not required because of the task of the braking system 26 the generation of various frictional forces that result in variable demands on the steering torque of an operator, such as those caused by normal manual movements of the steering wheel 22 respectively.

In diesem Beispiel wird die Welle 50 im Gehäuse 40 von zwei Lagern 58, 60 gestützt. Im aktuellen Beispiel sind die Lager 58, 60 Kugellager, die sich zwischen inneren und äußeren Lagerschalen befinden. In anderen Beispielen können verschiedene Arten von Lagern verwendet werden, wie Gleitlager oder andere Arten. Die Lager 58, 60 und andere interne Komponenten sind durch Dichtungen 62, 64, die die Welle 50 umgeben und sich im Gehäuse 40 befinden, vor Fremdpartikeln geschützt. In diesem Beispiel handelt es sich bei den Dichtungen 62, 64 um mechanische, verstärkte Dichtungslippenanordnungen. In ähnlicher Weise enthalten die Stirnflächen zwischen der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 und sowohl der festen Gehäusekomponente 42 als auch der einstellbaren Gehäusekomponente 44 Dichtungen 68, 70, die in diesem Beispiel O-Ring-Dichtungen sind.In this example, the wave becomes 50 in the case 40 from two camps 58 . 60 supported. In the current example are the bearings 58 . 60 Ball bearings, which are located between inner and outer bearings. In other examples, various types of bearings may be used, such as plain bearings or other types. Camps 58 . 60 and other internal components are through seals 62 . 64 that the wave 50 surrounded and in the housing 40 protected against foreign particles. In this example, the seals are 62 . 64 mechanical, reinforced sealing lip arrangements. Similarly, the end surfaces between the intermediate housing component 46 and both the solid housing component 42 as well as the adjustable housing component 44 seals 68 . 70 , which are O-ring seals in this example.

Die Welle 50 hat im Allgemeinen die Form eines hohlen Zylinders mit internen Rillen 72 zum Zusammenfügen mit der Lenkeingangswelle 24 (siehe ), damit die beiden ohne Schlupf zusammen rotieren. Die Welle 50 erstreckt sich durch die Dichtung 62 und schließt ein Antriebsende 74 ein, das aus der einstellbaren Gehäusekomponente 44 hinausragt. Die Welle 50 erstreckt sich vom Antriebsende 74 durch das Gehäuse 40 und die Dichtung 64 zu einem Sensorende 76, das aus der festen Gehäusekomponente 42 hinausragt und für die Zusammenarbeit mit dem Lenkwinkelsensor 28 angepasst ist (siehe ). In diesem Beispiel können (nicht gezeigte) Teile des Lenkwinkelsensors 28 im hohlen Sensorende 76 der Welle 50 enthalten sein. Die Welle 50 schließt auch ein Paar Griffzapfen 78, 80, die im Bereich der Antriebsscheibe 54 radial nach außen hervorstehen, wie weiter unten beschrieben.The wave 50 generally has the shape of a hollow cylinder with internal grooves 72 for joining with the steering input shaft 24 (please refer ), so that the two rotate together without slippage. The wave 50 extends through the seal 62 and includes a drive end 74 a, which consists of the adjustable housing component 44 protrudes. The wave 50 extends from the drive end 74 through the housing 40 and the seal 64 to a sensor end 76 that comes from the solid housing component 42 protrudes and for cooperation with the steering angle sensor 28 is adjusted (see ). In this example, parts (not shown) of the steering angle sensor 28 in the hollow sensor end 76 the wave 50 be included. The wave 50 also includes a pair of grip pins 78 . 80 in the area of the drive pulley 54 protrude radially outwards, as described below.

Im Beispiel von ist der Kolben 52 im Allgemeinen ringförmig und zum generellen Rotieren um eine Achse 66 angeordnet, die sich längs durch die Mitte der Welle 50 erstreckt. Der Kolben 52 schließt einen sich radial erstreckenden, scheibenähnlichen Abschnitt 82 ein, der sich von einem Bereich neben der Welle 50 nach außen zum Reibelement 56 erstreckt. Der Abschnitt 82 vereint sich mit einem Abschnitt 84, der sich im Allgemeinen in einer Längsrichtung erstreckt, den Abschnitt 82 umgibt, und einen L-förmigen Querschnitt bildet. Der Kolben 52 bildet zusammen mit den Abschnitten 82, 84 einen Hohlraum 86, in dem die Antriebsscheibe 54 aufgenommen wird, und der Abschnitt 82 schließt eine Stufe 87 ein, die die Antriebsscheibe 54 enthält. Der Abschnitt 84 schließt eine Außenfläche rund um seinen Außenumfang ein, der das Reibelement 56 berührt.In the example of is the piston 52 generally annular and for general rotation about an axis 66 arranged along the middle of the shaft 50 extends. The piston 52 includes a radially extending disk-like portion 82 one extending from an area next to the shaft 50 outwards to the friction element 56 extends. The section 82 unites with a section 84 which extends generally in a longitudinal direction, the section 82 surrounds, and forms an L-shaped cross-section. The piston 52 forms together with the sections 82 . 84 a cavity 86 in which the drive pulley 54 is included, and the section 82 closes a stage 87 one, the drive pulley 54 contains. The section 84 includes an outer surface around its outer periphery, which is the friction element 56 touched.

Die einstellbare Gehäusekomponente 44 schließt eine ringförmige Innenwand 88 ein, die die Welle 50 umgibt, sowie eine äußere, ringförmige, mit Zwischenräumen versehene Wand 90. Zu den ringförmigen Innen- und Außenwänden 88, 90 gesellt sich ein scheibenförmiger Abschnitt 91, und zwischen den dreien wird eine elektromagnetische Spule 92 getragen. Die elektromagnetische Spule 92 befindet sich gegenüber von einem Luftspalt 93 des Kolbens 52, und spezifisch vom Abschnitt 82. Die elektromagnetische Spule 92 ist zum Erzeugen eines elektrischen Feldes konfiguriert, das sich wie weiter unten beschrieben auf den Kolben 52 auswirkt.The adjustable housing component 44 closes an annular inner wall 88 one, the wave 50 surrounds, as well as an outer, annular, interstitial wall 90 , To the annular inner and outer walls 88 . 90 Join a disc-shaped section 91 , and between the three becomes an electromagnetic coil 92 carried. The electromagnetic coil 92 located opposite an air gap 93 of the piston 52 , and specifically from the section 82 , The electromagnetic coil 92 is configured to generate an electric field which is applied to the piston as described below 52 effect.

Das Gehäuse 40 schließt Gegengewinde 94 zwischen der festen Gehäusekomponente 42 und der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 ein. Darüber hinaus schließt das Gehäuse 40 Gegengewinde 96 zwischen der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 und der einstellbaren Gehäusekomponente 44 ein. Die Gegengewinde 94, 96 winden sich spiralenförmig um die Achse 66 mit einer Neigung, die sich in Längsrichtung erstreckt, um die Gewindebewegung in Längsrichtung zu treiben, das heißt, parallel zur Achse 66. Genauer schließt die zwischenliegende Gehäusekomponente 46 externe Gewinde 100 und die feste Gehäusekomponente 42 interne Gewinde 102 ein, die zusammen die Gegengewinde 94 ergeben. Darüber hinaus schließt die einstellbare Gehäusekomponente 44 externe Gewinde 103 und die zwischenliegende Gehäusekomponente 46 interne Gewinde 104 ein, die zusammen die Gegengewinde 96 ergeben.The housing 40 closes counter thread 94 between the fixed housing component 42 and the intermediate housing component 46 on. In addition, the case closes 40 mating thread 96 between the intermediate housing component 46 and the adjustable housing component 44 on. The mating threads 94 . 96 spiral around the axis in a spiral 66 with an inclination extending in the longitudinal direction to drive the thread movement in the longitudinal direction, that is, parallel to the axis 66 , More precisely, the intermediate housing component closes 46 external thread 100 and the solid housing component 42 internal threads 102 one who together the mating thread 94 result. In addition, the adjustable housing component closes 44 external thread 103 and the intermediate housing component 46 internal threads 104 one, the mating thread together 96 result.

Die zwischenliegende Gehäusekomponente 46 wird zumindest teilweise in der festen Gehäusekomponente 42 aufgenommen, so dass sie in die feste Gehäusekomponente 42 eingedreht wird. Im Ergebnis bewegt ein Drehen oder Rotieren der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 relativ zur festen Gehäusekomponente 42 die zwischenliegende Gehäusekomponente 46 in Längsrichtung. Der Effekt ist, die zwischenliegende Gehäusekomponente 46 hin zum oder weg vom Reibelement 56 zu bewegen, um den Grad der Reibung auf den Kolben 52 anzupassen. In diesem Beispiel wird der Kolben 52 durch die Griffzapfen 78, 80 auf der Welle 50 daran gehindert, sich in Längsrichtung vom Reibelement 56 zu entfernen. Ein Drehen der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 in die feste Gehäusekomponente 42 zwingt ihre Oberfläche 107 gegen die Außenfläche 109 des Reibelements 56 und zwingt die Innenfläche 105 des Reibelements 56 gegen die Oberfläche 106 des Kolbens 52. Dementsprechend erhöht ein Variieren der Gegengewinde 94 durch Drehen der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 weiter in die feste Gehäusekomponente 42 die auf den Kolben 52 wirkende Reibung. Ein Drehen der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 weiter aus der festen Gehäusekomponente 42 heraus senkt die auf den Kolben 52 wirkende Reibung. Durch solches Variieren der Gegengewinde 94 wird ein Wert für die Grundlast auf den Kolben 52 durch das Reibelement 56 eingestellt. Die Grundlast bestimmt den Aufwand in Gestalt des Drehmoments, den der Bediener auf das Lenkrad 22 ausüben muss, um das Nutzfahrzeug 10 zu lenken.The intermediate housing component 46 is at least partially in the solid housing component 42 taken up so that they are in the solid housing component 42 is screwed in. As a result, rotation or rotation of the intermediate housing component moves 46 relative to the fixed housing component 42 the intermediate housing component 46 longitudinal. The effect is the intermediate housing component 46 towards or away from the friction element 56 to move to the degree of friction on the piston 52 adapt. In this example, the piston 52 through the tang 78 . 80 on the wave 50 prevented from extending longitudinally from the friction element 56 to remove. Turning the intermediate housing component 46 in the solid housing component 42 forces her surface 107 against the outer surface 109 of the friction element 56 and forces the inner surface 105 of the friction element 56 against the surface 106 of the piston 52 , Accordingly, varying the mating threads increases 94 by turning the intermediate housing component 46 further into the solid housing component 42 the on the piston 52 acting friction. Turning the intermediate housing component 46 further out of the fixed housing component 42 it lowers out the piston 52 acting friction. By such varying the mating thread 94 will be a value for the base load on the piston 52 through the friction element 56 set. The base load determines the effort in terms of torque that the operator puts on the steering wheel 22 must exercise to the commercial vehicle 10 to steer.

Die einstellbare Gehäusekomponente 44 wird zumindest teilweise in der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 aufgenommen, so dass sie in die zwischenliegende Gehäusekomponente 46 eingedreht wird. Im Ergebnis bewegt ein Drehen oder Rotieren der festen Gehäusekomponente 42 relativ zur zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 die einstellbare Gehäusekomponente 44 in Längsrichtung. Der Effekt ist, die einstellbare Gehäusekomponente 44 hin zum oder weg vom Kolben 52 zu bewegen. In diesem Beispiel wird der Kolben 52 durch die Griffzapfen 78, 80 daran gehindert, sich in Längsrichtung vom Reibelement 56 zu entfernen. Ein Drehen der einstellbaren Gehäusekomponente 44 in die oder aus der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 passt die Größe des Luftspalts 93 an. Dementsprechend senkt ein Variieren der Gegengewinde 96 durch Drehen der einstellbaren Gehäusekomponente 44 weiter in die zwischenliegende Gehäusekomponente 46 den Luftspalt 93 und erhöht die auf den Kolben 52 wirkende elektromagnetische Kraft, wenn die elektromagnetische Spule 92 aktiviert wird. Ein Drehen der einstellbaren Gehäusekomponente 44 weiter aus der zwischenliegenden Gehäusekomponente 46 heraus erhöht die Größe des Luftspalts 93 und senkt die auf den Kolben 52 wirkende elektromagnetische Kraft, wenn die elektromagnetische Spule aktiviert wird. Durch solches Variieren der Gegengewinde 96 wird eine variable Last auf den Kolben 52 durch die elektromagnetische Spule 92 kalibriert. Die variable Last wird zur Grundlast des Reibelements 56 hinzugefügt und bestimmt den Aufwand in Gestalt von Drehmoment, das der Bediener auf das Lenkrad 22 anwenden muss, um das Nutzfahrzeug 10 zu lenken. Im Falle der variablen Last zieht die elektromagnetische Spule 92, wenn aktiviert, den Kolben 52 zu ihr hin, und zwingt die Oberfläche 106 des Kolbens gegen die Innenfläche 105 des Reibelements 56. Die Größe der Kraft ist variabel proportional zur Größe der Spannung, die durch das elektrische System 34 auf die elektromagnetische Spule 92 ausgeübt wird. Wenn sich zum Beispiel die Lenkbewegung am Lenkrad 22 dem Ende des Lenkhubs zum Drehen der lenkbaren Räder 14 nähert, liefert die Steuerung 36 Spannung an die elektromagnetische Spule 92, erhöht die Reiblast auf den Kolben 52 und fordert vom Bediener einen größeren Aufwand, um weiter das Rad zu drehen. Die Spannung kann progressiv erhöht werden, um dafür zu sorgen, dass der erforderliche Aufwand zum Drehen des Lenkrads 22 blockiert wird, wenn die Räder 14 in vollem Ausmaß eingeschlagen sind.The adjustable housing component 44 is at least partially in the intermediate housing component 46 so they fit into the intermediate housing component 46 is screwed in. As a result, rotation or rotation of the fixed housing component moves 42 relative to the intermediate housing component 46 the adjustable housing component 44 longitudinal. The effect is the adjustable housing component 44 towards or away from the piston 52 to move. In this example, the piston 52 through the tang 78 . 80 prevented from extending longitudinally from the friction element 56 to remove. Turning the adjustable housing component 44 into or out of the intermediate housing component 46 fits the size of the air gap 93 on. Accordingly, varying the mating thread lowers 96 by turning the adjustable housing component 44 further into the intermediate housing component 46 the air gap 93 and increases that on the piston 52 acting electromagnetic force when the electromagnetic coil 92 is activated. Turning the adjustable housing component 44 further from the intermediate housing component 46 out increases the size of the air gap 93 and lower it onto the piston 52 acting electromagnetic force when the electromagnetic coil is activated. By such varying the mating thread 96 will be a variable load on the piston 52 through the electromagnetic coil 92 calibrated. The variable load becomes the base load of the friction element 56 adds and determines the effort in terms of torque that the operator puts on the steering wheel 22 must apply to the commercial vehicle 10 to steer. In the case of variable load pulls the electromagnetic coil 92 when activated, the piston 52 towards her, and forces the surface 106 of the piston against the inner surface 105 of the friction element 56 , The magnitude of the force is variable in proportion to the magnitude of the voltage generated by the electrical system 34 on the electromagnetic coil 92 is exercised. If, for example, the steering movement on the steering wheel 22 the end of the steering stroke for turning the steerable wheels 14 approaches, provides the control 36 Voltage to the electromagnetic coil 92 , increases the friction load on the piston 52 and demands more effort from the operator to continue turning the wheel. The tension can be increased progressively to ensure that the effort required to turn the steering wheel 22 gets blocked when the wheels 14 are taken to its full extent.

In Bezug auf ist die ringförmige Gestalt des Gehäuses 40 und der Antriebsscheibe 54 offensichtlich. Aufgrund der Zunahme von Toleranzen und Variation von Ausführungen können die verschiedenen zusammengesetzten Komponenten des Bremssystems 26 im Vergleich zur Achse 66 in ihrer tatsächlichen physischen Mitte variieren. Zum Beispiel stimmt die Mitte des Kolbens 52 möglicherweise nicht perfekt mit der Mitte der Welle 50 überein. Statt auf die Welle 50 aufgepresst zu sein, wird der Kolben 52 durch die Antriebsscheibe 54 aktiviert. Die Antriebsscheibe 54 schließt die Nuten 110, 112 ein, die auf der äußersten Umfassung der Antriebsscheibe 54 und im Abstand von 180 Grad zueinander sitzen. Der Kolben 52 schließt die Laschen 118, 120 ein, die radial nach innen in Richtung der Achse 66 hervorstehen und von den Nuten 110 bzw. 112 aufgenommen werden. Im Ergebnis greift der Kolben 52 in die Antriebsscheibe 54 ein, um damit durch die Laschen 118, 120 zu rotieren. Die Antriebsscheibe 54 schließt auch die Nuten 114, 116 ein, die auf der innersten Umfassung der Antriebsscheibe 54 und im Abstand von 180 Grad zueinander sitzen. Die Welle 50 schließt die Laschen 122, 124 ein, die radial nach außen weg von der Achse 66 hervorstehen und von den Nuten 114 bzw. 116 aufgenommen werden. Im Ergebnis greift die Antriebsscheibe 54 in die Welle 50 ein, um damit durch die Laschen 122, 124 zu rotieren. Die Laschen 122, 124 sind relativ zu den Laschen 118, 120 um 90 Grad gestaffelt und von diesen versetzt angeordnet. Mit anderen Worten: Die beiden Sätze der Laschen 118, 120 und 122, 124 sind zueinander um 90 Grad versetzt ausgerichtet. Durch die Übertragung von Drehkräften durch die Antriebsscheibe 54 wird die nicht vorhandene Konzentrizität zwischen Welle 50 und Kolben 52 kompensiert und es wird durch die Rotation um 360 Grad eine sanfte Drehmomentkurve aufrechterhalten. Mit anderen Worten: Ein Klemmen oder Drehmomentspitzen, die sonst aufgrund der nicht vorhandenen Konzentrizität entstehen könnten, werden vermieden. In diesem Beispiel wird diese Wirkung erzielt, da das Drehmoment der Rotation durch die Laschen 118, 120, 122, 124 tangential übertragen wird, ohne dass die äußeren Komponenten über die inneren Komponenten gepresst werden müssen, um für das rotierende Eingreifen zu sorgen.In relation to is the annular shape of the housing 40 and the drive pulley 54 obviously. Due to the increase in tolerances and variation of designs, the various composite components of the braking system can 26 in comparison to the axis 66 vary in their actual physical center. For example, the middle of the piston is right 52 may not be perfect with the middle of the shaft 50 match. Instead of the wave 50 to be pressed, the piston 52 through the drive pulley 54 activated. The drive pulley 54 closes the grooves 110 . 112 one on the outermost enclosure of the drive pulley 54 and sit 180 degrees apart. The piston 52 close the tabs 118 . 120 one that is radially inward in the direction of the axis 66 stand out and from the grooves 110 or. 112 be recorded. As a result, the piston engages 52 in the drive pulley 54 to get through the tabs 118 . 120 to rotate. The drive pulley 54 also closes the grooves 114 . 116 one on the innermost enclosure of the drive pulley 54 and sit 180 degrees apart. The wave 50 close the tabs 122 . 124 one that is radially outward away from the axis 66 stand out and from the grooves 114 or. 116 be recorded. As a result, the drive pulley engages 54 into the wave 50 to get through the tabs 122 . 124 to rotate. The tabs 122 . 124 are relative to the tabs 118 . 120 staggered by 90 degrees and arranged offset by these. In other words: the two sets of tabs 118 . 120 and 122 . 124 are aligned offset from each other by 90 degrees. By the transmission of rotational forces through the drive pulley 54 is the non-existent concentricity between wave 50 and pistons 52 compensates for it and maintains a smooth torque curve by rotating 360 degrees. In other words: Clamping or torque peaks that might otherwise occur due to lack of concentricity are avoided. In this example, this effect is achieved because the torque of rotation through the tabs 118 . 120 . 122 . 124 is transmitted tangentially, without the outer components must be pressed over the inner components to provide for the rotating engagement.

Was ein mit der Materie vertrauter Fachmann schätzen wird, ist, dass bestimmte Aspekte der offengelegten Thematik, wie die Aktivierung der elektromagnetischen Spule 92, im elektrischen System 34 oder in einem Computerprogrammprodukt enthalten sein könnten. Entsprechend können bestimmte Ausführungsformen allein als Hardware, allein als Software (inklusive Firmware, residente Software, Micro-Code usw.) oder als Kombination von Software- und Hardware- (und anderen) Aspekten implementiert werden. Jedes geeignete, im Computer nutzbare oder vom Computer lesbare Medium kann genutzt werden. Das im Computer nutzbare Medium kann ein vom Computer lesbares Signalmedium oder ein vom Computer lesbares Speichermedium sein. In Verbindung mit diesem Dokument kann ein vom Computer nutzbares oder lesbares Speichermedium jedes konkrete Medium sein, das ein Programm zur Nutzung vom oder in Verbindung mit dem Befehlsausführungssystem, Apparat oder Gerät enthalten oder speichern kann.What an expert skilled in the subject will appreciate is that certain aspects of the disclosed subject matter, such as the activation of the electromagnetic coil 92 , in the electrical system 34 or could be included in a computer program product. Accordingly, certain embodiments may be implemented alone as hardware, alone as software (including firmware, resident software, microcode, etc.) or as a combination of software and hardware (and other) aspects. Any suitable computer-usable or computer-readable medium may be used. The computer usable medium may be a computer readable signal medium or a computer readable storage medium. In connection with this document, a computer usable or readable storage medium may be any tangible medium that may contain or store a program for use by or in connection with the instruction execution system, apparatus, or device.

Durch die oben beschriebenen Beispiele wird ein Bremssystem für die Abgabe eines fühlbaren Feedbacks in einem Lenksystem bereitgestellt. Das Bremssystem schließt ein Reibelement ein, das einen Kolben aktiviert und eine Grundlast auf den Kolben ausübt, um für ein Ausgangsdrehmoment zum Drehen eines Lenkrads und des Kolbens zu sorgen. Die Höhe der Grundlast wird durch variierende Gegengewinde gegeben, die sich zwischen einer festen Komponente und einer zwischenliegenden Komponente des Gehäuses des Bremssystems befinden. Das Bremssystem umfasst auch eine elektromagnetische Spule, die, wenn aktiviert, eine variable Last auf den Kolben ausübt, und das zum Drehen des Lenkrads und des Kolbens über die Grundlast selbst hinaus erforderliche Drehmoment erhöht. Die variable Last wird durch Erhöhen oder Senken der der elektromagnetischen Spule zugeführten Spannung variiert. Die variable Last wird durch variierende Gegengewinde kalibriert, die sich zwischen einer einstellbaren Komponente und der zwischenliegenden Komponente des Gehäuses befinden. Das Drehmoment wird über eine Antriebsscheibe, die die nicht vorhandene Konzentrizität kompensiert, durch das Bremssystem von einer Welle zum Kolben geleitet, um das für eine 360 Grad umfassende Drehbewegung erforderliche kontinuierliche Drehmoment zu liefern.The examples described above provide a braking system for delivering tactile feedback in a steering system. The brake system includes a friction member that activates a piston and applies a base load to the piston to provide output torque for rotating a steering wheel and the piston. The amount of base load is given by varying mating threads located between a fixed component and an intermediate component of the brake system housing. The brake system also includes an electromagnetic coil that, when activated, applies a variable load to the piston and increases the torque required to rotate the steering wheel and piston beyond the base load itself. The variable load is varied by increasing or decreasing the voltage supplied to the electromagnetic coil. The variable load is calibrated by varying mating threads located between an adjustable component and the intermediate component of the housing. The torque is transmitted through the brake system from a shaft to the piston via a drive pulley that compensates for the lack of concentricity to provide the continuous torque required for a 360 degree rotational movement.

Die hierin verwendete Terminologie ist nur für den Zweck der Beschreibung bestimmter Darstellungen und ist nicht als Beschränkung der Offenlegung gedacht. Mit ihrer hiesigen Verwendung sind die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ auch für den Einschluss der Pluralformen gedacht, es sei denn, der Zusammenhang gibt deutlich etwas anderes vor. Es ist weiter davon auszugehen, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „bestehend“ bei Verwendung in dieser Spezifikation das Vorhandensein der genannten Merkmale, Ganzzahlen, Stufen, Funktionen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen von ein oder mehr weiteren Merkmalen, Ganzzahlen, Stufen, Funktionen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.The terminology used herein is for the purpose of describing particular illustrations only and is not intended to be limiting of the disclosure. As used here, the singular forms "a," "an," and "the" are also meant to include the plural forms, unless the context clearly dictates otherwise. It is further to be understood that the terms "comprises" and / or "consisting" when used in this specification specify the presence of said features, integers, levels, functions, elements and / or components, but not the presence or addition of one or exclude more other features, integers, levels, functions, elements, components and / or groups thereof.

Die Beschreibung der vorliegenden Offenlegung wurde zum Zwecke der Illustration und Beschreibung vorgestellt, ist aber nicht vorgesehen, erschöpfend oder auf die Offenlegung in der offengelegten Form beschränkt zu sein. Viele Modifikationen und Variationen werden jenen mit gewöhnlichen Fachkenntnissen offensichtlich sein, ohne vom Umfang und Geist der Offenlegung abzuweichen. Ausdrücklich hierin referenzierte Darstellungen wurden gewählt und beschreiben, um so gut wie möglich die Prinzipien der Offenlegung und ihre praktische Anwendung zu erklären, und anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Offenlegung zu verstehen und viele Alternativen, Modifikationen und Variationen zu dem/n beschriebenen Beispiel/en zu erkennen. Dementsprechend befinden sich zahlreiche, über jene ausdrücklich beschriebenen hinausgehende Darstellungen und Implementierungen im Rahmen der folgenden Ansprüche.The description of the present disclosure has been presented for purposes of illustration and description, but is not intended to be exhaustive or limited to the disclosure in the form disclosed. Many modifications and variations will be apparent to those of ordinary skill in the art without departing from the scope and spirit of the disclosure. Expressions referred to herein have been chosen and described to explain as well as possible the principles of disclosure and its practical application, and to enable others skilled in the art to understand the disclosure and many alternatives, modifications, and variations to the example described to recognize. Accordingly, numerous illustrations and implementations beyond those expressly described are within the scope of the following claims.

Claims

What is claimed:

A brake system providing tactile feedback, comprising: a shaft adapted to receive an input; a piston responsive to the shaft and configured to rotate in response to the input; a friction member adapted to apply a base load to the piston; and a housing at least partially containing the shaft, the piston, and the friction member, the housing having a fixed housing component, an adjustable housing component variably positionable relative to the fixed housing component, and an intermediate housing component coupling the fixed housing component to the adjustable housing component. wherein the friction element is located between the piston and the intermediate housing component and engages.

System after Claim 1 wherein the friction member has a conical shape, the piston has a first conical surface in contact with a first side of the friction member, and the intermediate housing component includes a second conical surface contacting a second side of the friction member.

System after Claim 1 wherein the intermediate housing component is connected to the fixed housing component by first mating threads and to the adjustable housing component by second mating threads.

System after Claim 3 wherein the housing is configured to adjust the base load by rotating the intermediate housing component relative to the fixed housing component to vary the first mating threads.

System after Claim 4 wherein, in addition to the base load, a variable load is applied to the piston, and the housing is configured by rotating the adjustable housing component relative to the intermediate housing component to calibrate the variable load to vary the second mating threads.

System after Claim 1 further comprising an electromagnetic coil positioned over an air gap of the piston, the electromagnetic coil being configured to apply a variable load to the piston beyond the base load.

System after Claim 6 wherein the electromagnetic coil is carried by the adjustable housing component and the housing is configured by rotating the adjustable housing component relative to the intermediate housing component for calibrating the variable load to vary the second mating threads, thereby varying the airgap.

System after Claim 1 further comprising a drive pulley engaging between the shaft and the piston, wherein the base load is configured to transmit the torque through the drive pulley to act on the shaft.

System after Claim 8 wherein the drive pulley includes a first groove and a second groove ninety degrees from the first groove, the piston including a first lug in the first groove, and the shaft including a second lug in the second groove, the drive pulley compensating the first groove lack of concentricity between the shaft and the piston for smoothly passing the torque through the first and second tabs is configured.

System after Claim 1 wherein: the fixed housing component includes first internal threads and the intermediate housing component includes first external threads that connect to the first internal threads because the first mating threads are configured to variably position the intermediate housing component relative to the piston; and the intermediate housing component includes second internal threads and the adjustable housing component includes second external threads that connect to the second internal threads because the second mating threads are configured to variably position the adjustable housing relative to the piston.